文档介绍：实验五惠斯通电桥测中值电阻
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实验目的
1、掌握惠斯通电桥测电阻的原理及
方法。
2、掌握电桥平衡调节的操作方法。
3、了解提高电桥灵敏度的几种途径。
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电磁测量是电磁学中的一个重要内容之一。其中桥式电路制成的电桥在电磁测量中有极其广泛的应用。根据用途的不同，电桥有许多类型，其性能和结构也各有其特点，其中最简单的就是惠斯通电桥，惠斯通电桥可以测量几欧姆至几百千欧姆的中值电阻。
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一、惠斯通电桥的原理
1、结构
惠斯通电桥的线路原理如图a所示。
R1、R2、R0 、 Rx和组成四个桥臂，其中, R1 、R2组成比例臂，Rx为待测臂， R0为比较臂，四边形的一条对角线AC中接电源E，另一条对角线BD中接检流计G。所谓“桥”就是指接有检流计的BD这条对角线，检流计用来判断B，D两点电位是否相等，或者说判断“桥”上有无电流通过。
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2、电桥平衡
调节各电阻的电阻值，可使流经检流计的电流为零，即IG=0。这时电桥达到平衡。平衡时B、D两点的电势相等，且通过R1与Rx的电流相等，通过R2与R0的电流相等。
B
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则 UAD=UAB UDC=UBC
由欧姆定律得：
整理得：
或
若、的值已知，则可以根据上式计算出。通常称为倍率，为比例臂，
而称为比较臂，所以电桥由桥臂、检流计和电源三部分组成。
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如图a所示，与电源串联的用来保护电源不致因电路短接而损坏，与检流计串联的和是为了调节电桥平衡时保护检流计，不使其长时间内有较大的电流通过而设置的，通常检流计内附开关，因此该支路中可不再使用开关。
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二、电桥的灵敏度
1、电桥灵敏度
用电桥电路测量电阻Rx 的计算公式仅在电桥平衡时才成立的，而电桥的平衡是依据检流计的指针是否为零来判断的，由于判断时受到眼睛分辨能力的限制而存在差异，会给测量结果带来误差，影响测量的准确性。这个影响的大小取决于电桥的灵敏度。所谓电桥灵敏度，就是在已经平衡的电桥里，当调节比较臂的电阻Rx，使之改变一个微小量△Rx，使检流计指针离开平衡位置△ｎ格，则定义电桥灵敏度S为
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其中是电桥平衡时比较臂的电阻值的微小变化，△Rx／Rx是比较臂的相对改变量。因此，电桥灵敏度S表示电桥平衡时，比较臂Rx改变一个相对值时，检流计指针偏转的格数。S的单位是“格”。例如，S=100格=[1／(1／100)]格，则电桥平衡后，只要Rx改变1％，检流计就会有1格的偏转。一般讲，检流计指针偏转1／10格时，就可以被觉察，也就是说，此灵敏度的电桥，在它平衡后，％，我们就能够觉察出来，％。这也正是我们研究电桥灵敏度的目的。
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2、影响电桥灵敏度的因素
理论和实践都证明，电桥的灵敏度与下列因数有关。
①与检流计的灵敏度有关，与检流计的灵敏度成正比。
②与电源的电动势成正比，在保证不超过电阻额定电流的情况下，尽可能提高电源的电动势。
③与电源的内阻和串联的限流电阻有关。增加可降低电桥的灵敏度，这对寻找平衡规律是有好处的。随着电桥逐渐趋于平衡，值应逐渐减小到最小值。
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